Додаткові теоретичні відомості

Реографія ("рео" - течу, "графо" - пишу) - метод реєстрації деформацій ділянки тіла (зміна об'єму) за змінами його електричних параметрів (опору). До певної ділянки тіла (рука, нога, голова тощо) прикладаються електроди (пластинчасті, точкові, стрічкові тощо), між якими пропускається високо­частотний електричний струм. Робоча частота, на якій реєструються зміни опору реографом, а, отже, і частота струму, набуває значень з діапазону 30-300 кГц. Густина цього струму найбільша в ділянках з великою електропровідністю. Це, здебільшого, кровоносні судини і міжклітинна рідина. Зміна опору ділянки біологічної тканини, таким чином, залежатиме від її кровонаповнення і змінюватиметься відповідно до кардіоциклу.

Основні положення реографії можна спрощено сформулювати таким чином.

1. Зміна об'єму ділянки ∆V пропорційна зміні її електричного опору ∆R: ∆V~∆R.

2. Зміну кровонаповнення органа (ділянки) можна знайти з рівняння нерозривності струменя для нестаціонарного потоку рідини, враховуючи об'ємну швидкість притоку Q_in(t) та відтоку Q_out (t) рідини до даної ділянки: ∆V = ∫ [.Q_in(t) - Q_out (t)] dt

Якісно ці зміни зображені на рис. 4.23 (крива 1). Припустимо, що в певній ділянці по артеріальних судинах кров рухається з об'ємною швидкістю Q_a(t), а по венозних – Q_в(t), причому за цикл скорочення серця кількість крові, яка поступила до ділянки, рівна кількості, яка залишила ділянку. Враховуючи пульсуючий Q_a(f) і порівняно плавний Q_в(t) кровообіги, бачимо, що зміна об'єму ділянки здійснюється завдяки різниці об'ємних швидкостей Q_а(t) та Q_a(t):

∆Q(t) = Q_a(t)-Q_в(t).

Для проміжку часу [t₁,t₂] об'ємна швидкість Q_a(t)>Qв(t). Отже, об'єм ділянки на цьому проміжку зростатиме, і навпаки, у проміжку [t₂, t_з] об'єм ділянки зменшується, про що свідчить зменшення амплітуди реограми (див. залежність V(t) на рис. 4.23, крива 3).

Крива 2 являє собою диференціальну реограму; вона відображає швидкість зміни об'єму ділянки: dV(t)/dt~dR(t)/dt

3. Об'ємна швидкість рідини визначається рівнянням Гагена-Пуазейля

Q(t) = ∆P(t)/X(r,η),

де ∆P(t) - зміна тиску; X(r, η) - гідравлічний опір, який залежить від радіуса судини г та в'язкості рідини η.

4. Зміну тиску можна оцінити за допомогою рівняння об'ємної деформації ділянки

∆P(t) = χ∆V(t)V₀, .де χ~ модуль об'ємної пружності.

Як видно з цих рівнянь, змінна величина ∆V буде залежати не тільки від того, як змінюються з часом Q_in(t) та Q_out(t), що спостерігається при зміні хвилинного об'єму крові (ХОК) чи ударного об'єму серця, але і при зміні тонусу судин (модуль χ) та їх просвіту (радіус r), які знаходяться під контролем нервової та гуморальної систем організму. Це означає, що одному і тому самому значенню Q (чи ХОК) можуть відповідати різні значення амплітуди реограми, тобто однозначного зв'язку між ∆R/∆t і об'ємною швидкістю кровотоку Q не існує.

Певні клінічні методики дозволяють за змінами опору ∆R судити про зміни об'єму ∆V. Існує декілька методик непрямої оцінки значень Q за опором R. Широко поширена в клініці методика А.А. Кедрова, яка використовує рівності відношень ∆V/V = ∆R/R, де R - опір ділянки; V - її об'єм; ∆V і ∆R - їх зміни відповідно. Ототожнюючи зміну об'єму ∆V з ударним об'ємом серця УО і величину V-з об'ємом тіла V_m, яка є пропорційною до ваги тіла Р ~ V_m, і, знаючи значення Р і ∆R, визначають величину ударного об'єму серця (УО) за такою формулою: УO = kP∆R/R, де k— деякий емпіричний коефіцієнт.

Принцип вимірювання опору ділянки тканин. Вимірювання змін опору ділянки тіла проводять спеціальним пристроєм реографа, який містить у собі вимірювальний міст (рис. 4.24). В одне з плечей моста увімкнено вимірювальний опір R_x, у друге -магазин опорів – R₁ і R₂, який дозволяє з точністю до 0,5 Ом встановити будь-який опір від 0 до 1100 Ом. Генератор високої частоти (ГВЧ) використовується для живлення моста.

Підсилювач П підвищує рівень сигналу на виході з моста, демодулятор Д виділяє низькочастотну складову сигналу змін опору. Крім цього, реограф містить різні пристрої налагодження, калібровки та живлення вимірювальної схеми. На виході приладу звичайно отримують низькочастотний сигнал, який характеризує синхронну до наповнення зміну опору ділянки тканини, тобто сигнал реограми, або її диференціальну форму (похідну від реограми), що відображує швидкість зміни кровонаповнення ділянки тканин. Зміною величин опорів R₁ і R₂ досягається рівновага моста, тобто рівність потенціалів φ_а = φ_b. У цьому випадку відхилення стрілки індикатора мінімальне, а чутливість приладу - максимальна. Налагодження моста по реактивній складовій струму (завдяки паразитній ємності C) здійснюється за допомогою змінного індуктивного опору Х_n, увімкненого в одне з і плечей моста.

Завдання 1. Підготовка приладу до роботи.

Вивчіть інструкцію з експлуатації реографа РГЧ-01 і підготуйте його до роботи. Згідно з інструкцією проведіть налагодження реографа.